完井浆脱稳处理技术中破胶剂的研究

钻井液在石油和天然气钻井过程中必不可少，为达到安全、快速钻井的目的，使用了各种类型的钻井液添加剂，而且随着钻井深度增加和难度加大，钻井液中加入的化学添加剂的种类和数量也越来越多，使得其废弃物的成分也变得越来越复杂，危害也越来越大，因此对其进行再处理对资源再利用有着非常重要 的意义。

1  废弃钻井液的来源及破胶原理

(1)废弃钻井液来源：在石油与天然气钻探过程中，废弃钻井液的主要来源如图1所示。

(2)破胶原理概述：因为钻井泥浆中加入了大量 的各种护胶剂，致使废弃钻井泥浆体系中具有表面活 性的固体比普通污泥要高很多，废弃钻井泥浆脱稳的难度也就大大增加了。通过加入各种化学处理剂(破  胶剂)改变钻井泥浆的物理、化学性质，破坏钻井泥浆的胶体体系，促使悬浮的细小颗粒聚结成较大的絮凝体，再由过滤、离心等机械手段达到固液分离的目的，这种方法就称为化学强化固液分离，而选择一种好的破胶剂对更好地研究脱稳固化处理有着更重要的意义。破胶的原理就是通过把聚合物分解成小分子量的碎片来降低液体的粘度的过程。

2  破胶剂的选择

根据以上对破胶原理的阐述，破胶后废弃钻井泥 浆中会有较大量的高分子物质同粘土一起分离出来。 因此，破胶剂不选用阳离型高分子材料，主要考虑无机盐类及无机混凝剂，初步选定的物质有：聚合AlCl₃, Al₂ (SO₄)₃,CaCl₂,FeSO₄ 等，实验选用4种破胶剂对红南平9-1井进行筛选实验研究，破胶剂种类和代号如表1所示。

(1)聚合AlCl3破胶试验：将聚合AlCl3配制成10%的溶液。取一定量的废弃钻井泥浆盛于烧杯中，逐滴加入配制好的聚合AlCl3溶液并搅拌，随着聚合 AlCl₃溶液的加入，废弃钻井泥浆开始变得更稠，慢慢的有较多絮体从中分离出来，并有少量清液从中析出，此时破胶完成。加入聚合AlCl₃破胶后，形成的絮体较小但致密；加入PAM等高分子溶液后，形成的絮体大且致密，破胶后沉降分离容易，出水率在53%左右，离心分离后出水率约62%。出水pH值在8.0左右，该指标达到排放标准。

(2)Al₂(SO₄)₃破胶试验：将Al₂(SO₄)₃配制成10%的溶液。取一定量的废弃钻井泥浆盛于烧杯中，逐滴加入配制好的Al₂(SO₄)₃溶液并搅拌，随着Al₂(SO₄)₃溶液的加入，废弃钻井泥浆开始变得更稠，慢慢的有较多絮体从中分离出来，并有少量清液从中析出，此时破胶完成。加入Al₂(SO₄)₃破胶后，形成的絮体较小且松散，加入PAM等高分子溶液后，仍不能形成较大的絮体，整个体系呈悬浊状态，沉降分离较难，出水率小于10%,离心分离后出水率仍小于40%。

(3)CaCl₂破胶试验：将CaCl₂配制成20%的溶液，取一定量的废弃钻井泥浆盛于烧杯中，逐滴加入配制好的CaCl₂溶液并搅拌，随着CaCl₂溶液的加入，钻井废液开始变得更稠，慢慢地有较多絮体从中分离出来，并有清液从中析出，此时破胶完成。加入CaCl₂破胶后，形成的絮体较小但致密，加入PAM等高分子溶液后，形成的絮体大且致密，破胶后沉降分离容易，出水率在50%左右，离心分离后出水率约为60%,出水pH值在8.0左右，该指标达到排放标准。